【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モードフィールド変換光ファイバ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤ（発光ダイオード）光源とＳＭＦ（シングルモード光ファイバ）とを結合したり、光源用テールファイバ、或いはコア径標準値５０μｍのＧＩ（グレーデッドインデックス）型光ファイバとＭＦＤ（モードフィールド径）標準値９μｍのＳＭＦを接続するＭＦＤ変換光ファイバが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＬＥＤ光源には結合損失を小さくするため開口数の大きいＧＩ型光ファイバが用いられる。そのため、伝送線路にもＧＩ型光ファイバが用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０５−２２４０６０号公報（第３頁、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＧＩ型光ファイバは高価であり、マルチモード伝送システムにおいて、伝送帯域あるいは伝送信号速度とその伝送距離がＳＭＦに比べて相当制限されるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、安価で汎用光ファイバとしてのシングルモード光ファイバを用いて伝送帯域が広く、伝送信号速度と伝送距離とを大幅に伸ばしたモードフィールド変換光ファイバを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、一方の端部から他方の端部へ向かって径が細いテーパ状に形成され光信号が伝搬するコアと、コアの外周に設けられコアより屈折率の低いクラッドとを備えたモードフィールド変換光ファイバである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、クラッドの外周が紫外線硬化樹脂からなる被覆体で覆われているのが好ましい。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、コアの一方の端部の外径が標準値５０μｍであり、他方の端部の外径が標準値１０μｍであるのが好ましい。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載の構成に加え、クラッドの一方の端部の外径が標準値６２５μｍであり、クラッドの他方の端部の外径が標準値１２５μｍであるのが好ましい。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の構成に加え、コアとクラッドとの比屈折率差が約１．０％であり、コア及びクラッドの他方の端部のモードフィールド径が７μｍ〜９μｍの範囲内にあるのが好ましい。
【００１２】
請求項６の発明は、光信号が伝搬するコアの外周をコアより屈折率の低いクラッドで覆った光ファイバを長手方向に沿ってバーナで往復加熱すると共に光ファイバの両端を長手方向に引っ張ることにより、両端から中央に向かって径が細くなるように形成した後、光ファイバを中央部で切断して略テーパ状とするモードフィールド変換光ファイバの製造方法である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６に記載の構成に加え、光ファイバを略テーパ状に形成した後、外周に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線照射により紫外線硬化樹脂を硬化させて被覆体を形成するのが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、光信号が伝搬するコアが略テーパ状に形成されているので、外径の大きい方の端部に光源からの光信号を入射させ、外径の小さい方の端部に安価で汎用光ファイバとしてのシングルモード光ファイバを接続することができる。その結果、伝送帯域が広くなり、伝送信号速度と伝送距離が大幅に伸びる。
【００１５】
また、光ファイバの両端を引っ張ると共に長手方向に沿ってバーナで往復加熱することにより、両端から中央に向かって径が細くなるように形成した後、光ファイバを中央で切断するという簡単な方法でモードフィールド変換光ファイバが得られるので、低コスト化が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１は本発明のモードフィールド変換光ファイバの一実施の形態を示す側面断面図である。
【００１８】
本モードフィールド変換光ファイバ１は、一方の端部（図では左側）から他方の端部（この場合右側）へ向かって径が細いテーパ状に形成され光信号が伝搬するコア２と、コア２の外周に設けられコア２より屈折率の低いクラッド３と、クラッド３の外周に設けられた紫外線硬化樹脂４とを有するものである。
【００１９】
コア２の一方の端部の外径は標準値５０μｍであり、コア２の他方の端部の外径は標準値１０μｍであるのが好ましい。モードフィールド変換光ファイバ１のコア２とクラッド３との比屈折率差は約１．０％であり、クラッド３の一方の端部の外径は標準値６２５μｍであり、クラッド３の他方の端部の外径は標準値１２５μｍであるのが好ましい。
【００２０】
このようなモードフィールド変換光ファイバ１の外径の大きい一方の端部に光源、例えばＬＥＤ光源５を配置し、外径の小さい他方の端部にＳＭＦ（シングルモード光ファイバ）用コネクタ６を接続するのが好ましい。
【００２１】
本モードフィールド変換光ファイバ１は、光信号が伝搬するコア２がテーパ状に形成されているので、一方の端部にＬＥＤ光源（若しくはＬＤ光源）５からの光信号を入射させ、他方の端部に安価で汎用光ファイバとしてのシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）を接続することができる。その結果、伝送帯域が広くなり、伝送信号速度と伝送距離とを大幅に伸ばすことができる。
【００２２】
図２は本発明のモードフィールド変換光ファイバの製造方法の一実施の形態を示す概念図である。本実施の形態ではＧＩ型の光ファイバをモードフィールド変換光ファイバにする場合で説明する。
【００２３】
まず、ＭＣＶＤ、ＶＡＤ若しくはＯＶＤにより、コア１１の径が標準値５０μｍ、クラッド１２の径が標準値６２５μｍであるＧＩ型光ファイバ１０を比屈折率差が標準値約１．０％になるように製造しておく。
【００２４】
光信号が伝搬するコア（外径５０μｍ）１１の外周をコア１１より屈折率の低いクラッド（外径６２５μｍ）１２で覆ったＧＩ型の光ファイバ１０の両端を水平方向に移動自在なチャック１３−１、１３−２、１４−１、１４−２で水平に保持し、その光ファイバ１０を長手方向に沿ってバーナ１５で矢印１６、１７方向に往復加熱すると共にチャック１４−１、１４−２で長手方向（矢印１８、１９方向）に引っ張って、両端から中央に向かって径が細くなるようにテーパ延伸を行い、光ファイバ１０の中央のクラッド径を標準値１２５μｍにする。光ファイバ１０のテーパ延伸終了後、光ファイバ１０を中央で切断することで図１に示したようなモードフィールド変換光ファイバ１が得られる。
【００２５】
このモードフィールド変換光ファイバ１の外径の大きい方の端部とＬＥＤ光源とは通常のＧＩ型光ファイバと同じ結合損失性能を有し、外径の小さい方の端部とＳＭＦとは０．１〜０．２ｄＢの小さい接続損失性能が得られた。
【００２６】
ＬＥＤ光源とＧＩ光ファイバとで構成された、１０Ｇｂ／ｓイーサネットワークのローブ長が３０〜１００ｍに対し、ＬＥＤ光源、本モードフィールド変換光ファイバ１及びＳＭＦが適用された１０Ｇｂ／ｓイーサネットワークのローブ長は１〜５０ｋｍに伸びる。
【００２７】
以上において、本発明によれば、ＬＥＤ光源とＧＩ光ファイバとで構成された１０Ｇｂ／ｓイーサネットワークのローブ長が３０〜１００ｍに対し、ＬＥＤ光源、本モードフィールド変換光ファイバ及びＳＭＦが適用された１０Ｇｂ／ｓイーサネットワークのローブ長は１〜５０ｋｍに伸びる。本モードフィールド変換光ファイバの使用によって、ＧＩ光ファイバの帯域性能制限（１０Ｇｂ／ｓで１００ｍ以下の伝送制限がある。）に対し、ＳＭＦが使用できることによって、帯域性能制限はなくなり、伝送損失制限の約５０ｋｍまで伝送距離が伸ばせる。
【００２８】
なお、光ファイバ１０を略テーパ状に形成した後、クラッド１２の外周に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線照射により紫外線硬化樹脂を硬化させて被覆体を形成するのが好ましい。また、本実施の形態では、コアの一方の端部の外径が略５０μｍであり、他方の端部の外径が略１０μｍであり、クラッドの一方の端部の外径が略６２５μｍであり、他方の端部の外径が略１２５μｍであるモードフィールド変換光ファイバの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、安価で汎用光ファイバとしてのシングルモード光ファイバを用いて伝送帯域が広く、伝送信号速度と伝送距離とを大幅に伸ばしたモードフィールド変換光ファイバ及びその製造方法の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモードフィールド変換光ファイバの一実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】本発明のモードフィールド変換光ファイバの製造方法の一実施の形態を示す概念図である。
【符号の説明】
１ モードフィールド変換光ファイバ
２ コア
３ クラッド
４ 紫外線硬化樹脂
５ ＬＥＤ光源
６ ＳＭＦ用コネクタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mode field conversion optical fiber and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
LED (light emitting diode) light source and SMF (single mode optical fiber) can be combined, tail fiber for light source, or GI (graded index) optical fiber with core diameter standard value 50 μm and MFD (mode field diameter) standard value An MFD conversion optical fiber for connecting a 9 μm SMF has been developed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
As the LED light source, a GI optical fiber having a large numerical aperture is used to reduce the coupling loss. Therefore, a GI optical fiber is also used for the transmission line.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-05-222060 (page 3, FIG. 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the GI type optical fiber is expensive, and there is a problem that a transmission band or a transmission signal speed and a transmission distance thereof are considerably limited in a multi-mode transmission system as compared with the SMF.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to use a single-mode optical fiber as an inexpensive general-purpose optical fiber, to have a wide transmission band, and to greatly extend a transmission signal speed and a transmission distance. Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a core which is formed in a tapered shape with a small diameter from one end to the other end and through which an optical signal propagates, and a core provided on the outer periphery of the core. A mode field conversion optical fiber comprising a cladding having a lower refractive index.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, it is preferable that the outer periphery of the clad is covered with a coating made of an ultraviolet curable resin.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the outer diameter of one end of the core is a standard value of 50 μm, and the outer diameter of the other end is a standard value of 10 μm. preferable.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect, the outer diameter of one end of the clad has a standard value of 625 μm, and the outer diameter of the other end of the clad has a standard value of 125 μm. preferable.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fourth aspects, the relative refractive index difference between the core and the clad is about 1.0%, and the mode at the other end of the core and the clad is provided. Preferably, the field diameter is in the range of 7 μm to 9 μm.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, an optical fiber in which the outer periphery of a core through which an optical signal propagates is covered with a clad having a lower refractive index than the core is reciprocally heated in a longitudinal direction by a burner and both ends of the optical fiber are pulled in a longitudinal direction. Thus, a mode-field converting optical fiber is formed in which the diameter is reduced from both ends toward the center, and then the optical fiber is cut at the center to have a substantially tapered shape.
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the sixth aspect, after forming the optical fiber into a substantially tapered shape, an ultraviolet curable resin is applied to the outer periphery, and the ultraviolet curable resin is cured by irradiating ultraviolet light to form a coating. Preferably, it is formed.
[0014]
According to the present invention, since the core through which the optical signal propagates is formed in a substantially tapered shape, the optical signal from the light source is made incident on the end having the larger outer diameter, and the end is formed on the end having the smaller outer diameter. An inexpensive single mode optical fiber as a general-purpose optical fiber can be connected. As a result, the transmission band is widened, and the transmission signal speed and transmission distance are greatly increased.
[0015]
Also, by pulling both ends of the optical fiber and reciprocating heating with a burner along the longitudinal direction, the diameter is reduced from both ends toward the center, and then the optical fiber is cut at the center by a simple method. Since a mode field conversion optical fiber can be obtained, cost reduction can be achieved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a mode field conversion optical fiber according to the present invention.
[0018]
The present mode field conversion optical fiber 1 has a core 2 formed in a tapered shape having a small diameter from one end (the left side in the figure) to the other end (the right side in this case), through which an optical signal propagates, and a core 2. And a UV-curable resin 4 provided on the outer periphery of the clad 3 and having a lower refractive index than the core 2.
[0019]
The outer diameter of one end of the core 2 is preferably a standard value of 50 μm, and the outer diameter of the other end of the core 2 is preferably a standard value of 10 μm. The relative refractive index difference between the core 2 and the clad 3 of the mode field conversion optical fiber 1 is about 1.0%, the outer diameter of one end of the clad 3 is a standard value of 625 μm, and the other end of the clad 3 is The outer diameter of the part is preferably a standard value of 125 μm.
[0020]
A light source, for example, an LED light source 5 is disposed at one end of the mode field conversion optical fiber 1 having a large outer diameter, and an SMF (single mode optical fiber) connector 6 is connected to the other end having a small outer diameter. Is preferred.
[0021]
In this mode field conversion optical fiber 1, the core 2 through which the optical signal propagates is formed in a tapered shape, so that the optical signal from the LED light source (or LD light source) 5 is incident on one end and the other end. An inexpensive single mode optical fiber (SMF) can be connected to the section. As a result, the transmission band is widened, and the transmission signal speed and the transmission distance can be greatly increased.
[0022]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing one embodiment of a method for manufacturing a mode field conversion optical fiber according to the present invention. In this embodiment, a case will be described in which a GI optical fiber is used as a mode field conversion optical fiber.
[0023]
First, the GI optical fiber 10 having a core 11 having a standard value of 50 μm and a cladding 12 having a standard value of 625 μm is subjected to MCVD, VAD or OVD so that the relative refractive index difference becomes a standard value of about 1.0%. Manufacture.
[0024]
A chuck 13- which is capable of horizontally moving both ends of a GI optical fiber 10 in which the outer periphery of a core (outside diameter 50 μm) 11 through which an optical signal propagates is covered with a clad (outside diameter 625 μm) 12 having a lower refractive index than the core 11. The optical fiber 10 is held horizontally by 1, 13-2, 14-1, 14-2, and the optical fiber 10 is reciprocally heated in the directions of arrows 16, 17 by the burner 15 along the longitudinal direction, and the chucks 14-1, 14-2. The tape is drawn in the longitudinal direction (directions of arrows 18 and 19) so that the diameter becomes smaller from both ends toward the center, and the center clad diameter of the optical fiber 10 is set to a standard value of 125 μm. After the taper extension of the optical fiber 10 is completed, the optical fiber 10 is cut at the center to obtain the mode field conversion optical fiber 1 as shown in FIG.
[0025]
The end of the mode field conversion optical fiber 1 having the larger outer diameter and the LED light source have the same coupling loss performance as a normal GI type optical fiber, and the end having the smaller outer diameter and the SMF are 0.1 mm. A small connection loss performance of 1 to 0.2 dB was obtained.
[0026]
While the lobe length of the 10 Gb / s Ethernet network composed of the LED light source and the GI optical fiber is 30 to 100 m, the lobe of the 10 Gb / s Ethernet network to which the LED light source, the present mode field conversion optical fiber 1 and the SMF are applied. The length extends from 1 to 50 km.
[0027]
As described above, according to the present invention, the LED light source, the present mode field conversion optical fiber, and the SMF are applied to a 10 Gb / s Ethernet network having a lobe length of 30 to 100 m constituted by the LED light source and the GI optical fiber. The lobe length of a 10 Gb / s Ethernet network extends from 1 to 50 km. The use of this mode field conversion optical fiber limits the band performance of the GI optical fiber (there is a transmission limit of 100 m or less at 10 Gb / s). The transmission distance can be extended up to about 50 km.
[0028]
After the optical fiber 10 is formed in a substantially tapered shape, it is preferable that an ultraviolet curable resin is applied to the outer periphery of the clad 12, and the ultraviolet curable resin is cured by irradiation with ultraviolet light to form a coating. In the present embodiment, the outer diameter of one end of the core is approximately 50 μm, the outer diameter of the other end is approximately 10 μm, and the outer diameter of one end of the clad is approximately 625 μm. The mode field conversion optical fiber in which the other end has an outer diameter of approximately 125 μm has been described, but the present invention is not limited to this.
[0029]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, there is provided a mode field conversion optical fiber which uses a single mode optical fiber as an inexpensive general-purpose optical fiber, has a wide transmission band, greatly increases a transmission signal speed and a transmission distance, and a method for manufacturing the same. Can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a mode field conversion optical fiber according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing one embodiment of a method for manufacturing a mode field conversion optical fiber of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mode field conversion optical fiber 2 Core 3 Cladding 4 Ultraviolet curing resin 5 LED light source 6 SMF connector
